高质量、大尺寸GaN体单晶是制造低能耗、高性能GaN基光电及功率器件的理想衬底。Na Flux法作为主流的GaN体单晶生长技术之一，具有结晶质量高、生长速率快、外延生长尺寸大、生长工艺简单、生长成本低等优点，是一种具有产业化前景的生长技术。然而，受制于Na Flux生长设备制造及生长工艺限制，目前国际仅有少数团队采用该技术生长GaN体单晶。本论文采用自主研发的高温、高压Na Flux法生长设备，分别采用自发成核生长与LPE同质外延生长，获得了GaN体单晶，并研究了生长温度、生长压力、原料配比、添加物等对生长材料的影响，探讨了Na Flux体系液相生长原理和不同碳源传质输运机制，所取得的主要成果如下:　　1.自主研发了Na Flux法生长用高温、高压设备。该生长设备最高生长温度达850℃，压力达5MPa，最大有效生长腔室达4-inch，通过适配的温度控制系统与压力控制系统，可有效实现对生长过程的精确控制。本工作为Na Flux法生长高质量、大尺寸GaN的研究奠定了基础，也为GaN相关问题的研究提供了一种技术支持。　　2.自发成核GaN单晶研究。　　(1)研究了不同原料配比对自发成核生长结果的影响。研究结果表明，随着Na/Ga配比的增加，GaN晶体产率增加，且单晶形貌演变由棱锥状转变为棱柱状，再转变为平板状;同时，c-方向生长受抑制，a-方向生长速率增加;若Na/Ga配比过大，所得结果为无规则形状的GaN颗粒。Na/Ga配比的增加，提高了生长体系内N源的浓度与传质输运能力，因而，造成了上述对生长结果的影响。此工作为优化生长原料配比及对生长机制研究提供了重要参考信息。　　(2)研究了不同生长温度、生长压力对自发成核生长结果的影响。研究结果表明，一定生长压力条件下，随着生长温度的升高，生长体系内N浓度增加，获得的自发成核的GaN单晶具有完美的晶体对称性，且单晶表面较为光滑;一定生长温度条件下，随着生长压力的增加，生长体系内N浓度迅速增加，获得的自发成核的GaN单晶产率增加。此工作为获得大尺寸自发成核GaN单晶的生长工艺条件的优化，提供了重要参考信息。　　(3)研究了不同种类碳添加剂对自发成核生长结果的影响。研究结果表明，较高纯度的石墨碳，可有效抑制自发成核GaN单晶的形成，且单晶形貌由棱锥状向棱柱状，再向薄片状演变;介孔碳与石墨碳具有较高的抑制能力，而石墨烯，活性炭与碳纳米管对自发成核单晶的形成抑制能力较差。根据上述结果，提出了一种生长模型，具有较强配位结合能的碳，可以形成更稳定的C-N结合键，因而，可以更有效地抑制自发成核单晶的形成，通过第一性原理计算，也证实了这一模型的合理性。此工作为优化生长工艺及对生长体系机理研究提供了重要参考信息。　　3.同质外延LPE-GaN单晶研究。　　(1).研究了不同原料配比对LPE-GaN生长结果的影响。研究结果表明，随着Na/Ga配比的增加，籽晶外延生长速率不断增加;同时，Na/Ga配比的增加，使得体系内N源浓度不断升高，进而降低了LPE晶体内的N空位，因此，LPE-GaN的颜色也逐渐由深褐色转变为灰白色，直至无色。然而，过高的Na/Ga配比，会增加体系的GaN溶解度，进而使得籽晶溶解于Na-Ga熔液中。此工作为优化生长原料配比，生长大尺寸LPE-GaN单晶提供了重要的参考信息。　　(2).研究了不同生长温度、生长压力对LPE-GaN生长结果的影响。研究结果表明，随着生长温度、压力的升高，LPE生长速率增加，同质外延结晶质量提高，光谱表征发现杂质缺陷发光出现几率降低，而且较高的生长温度有利于外延层的合并生长，提高生长表面的均匀性。此工作为优化生长工艺，提高LPE-GaN晶体质量提供了重要的参考信息。　　(3).研究了不同种类碳添加剂对LPE-GaN生长结果的影响。研究结果表明，碳添加剂可增加体系内N源传质输运能力，提高LPE生长速率，增加体系内N源溶解度，提高LPE-GaN晶体质量。此工作为生长高质量LPE-GaN的研究及传质输运机制的研究提供了重要参考信息。　　(4).初步探索了采用HVPE生长a-面GaN作为籽晶的LPE生长。与采用c-面GaN籽晶LPE相比，a-面GaN籽晶生长速率更快，因而，使得LPE表面易出现三维岛堆积现象。